高考物理一轮复习磁场专题

一、磁场：

1、基本性质：对放入其中的磁极、电流有力的作用。

磁极间、电流间的作用通过磁场产生，磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。 2、方向：放入其中小磁针N极的受力方向（静止时N极的指向） 放入其中小磁针S极的受力的反方向（静止时S极的反指向） 3、磁感线：形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。 磁体外部：Ｎ极到Ｓ极；磁体内部：Ｓ极到Ｎ极。

磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ４、安培定则：（右手四指为环绕方向，大拇指为单独走向） 导体的种类 图示 通电直导线 各簇围绕环形导线的矩形、环形电流 闭合曲线，中心轴上，磁感垂直环形平面。 以导线为中心的各簇磁场形状 判断方法 右手握住导线，大拇指指向与电流方向一互相平行的同心圆。 致，四指绕向为磁感线的方向。 右手绕向与环形电流方向一致，大拇指方向为环形电流内部的磁场方向。 右手握住螺线管，四指绕向与电流绕向一致，大拇指指向为磁场的Ｎ极。 外部类似于条形磁体通电螺线管 的磁场，内部为匀强磁场。 二、安培力：

１、定义：磁场对电流的作用力。

２、计算公式：Ｆ＝ＩＬＢsinθ＝Ｉ⊥ＬＢ 式中：θ是Ｉ与Ｂ的夹角。

电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力；电流与磁场垂直时，电流在磁场中受安培力最大：Ｆ＝ＩＬＢ 0≤F≤ＩＬＢ

３、安培力的方向：左手定则——左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。

三、磁感应强度Ｂ：

１、定义：放入磁场中的电流元与磁场垂直时，所受安培力Ｆ跟电流元ＩＬ的比值。

F２、公式： 磁感应强度Ｂ是磁场的一种特性，与Ｆ、Ｉ、Ｌ等无关。 BIL

注：匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为导线的长度； 非匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为短导线长度。 ３、国际单位：特斯拉（Ｔ）。

４、磁感应强度Ｂ是矢量，方向即磁场方向。 磁感线方向为Ｂ方向，疏密表示Ｂ的强弱。

５、匀强磁场：磁感应强度Ｂ的大小和方向处处相同的磁场。磁感线是分布均匀的平行直线。例：靠近的两个异名磁极之间的部分磁场；通电螺线管内的磁场。 相同点 不同点 引入 定义 单位 电场强度Ｅ 磁感应强度Ｂ 都是客观存在的描述场的特殊物理量，都是矢量，叠加时遵循“平行四边形”法则。 电场强度Ｅ 用试探电荷q Ｅ＝Ｆ／q，Ｅ与Ｆ、q无关 N/C或V/m 电场线 磁感应强度Ｂ 用试探电流元ＩＬ Ｂ＝Ｆ／ＩＬ，B与F、I、L无关。 T 磁感线 形象描述 两线切线方向为场方向，疏密表示场的强弱。 不封闭曲线，从“+Q”指向“—Q” 电场力F=qE 由电荷作用判断方向 E一定 两线均为分布均匀的平行直线 封闭曲线，外部从N指向S，内部从S指向N 安培力F=I⊥LB 左手定则判断方向 B一定 场力F 匀强场 四、电流表（辐向式磁场）

线圈所受力矩：M=NBIS∥=kθ

五、磁场对运动电荷的作用：

1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力。

2、方向：用左手定则判断——磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向（负电荷运动的反方向），大拇指所指方向为洛伦兹力方向。 3、大小：F=qv⊥B

4、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变电荷的运动方向，不对电荷做功。 5、电荷垂直进入磁场时，运动轨迹是一个圆。 rqBmv 轨道半径只与粒子的m、v、q有关。

轨道周期只与粒子的m、q有关，而与粒子的r、v等无关。 质谱仪： 不同

mvrqBm2qUmdqB2T2mqBB2qd2的谱线半径可知粒m8U子的质量：

六、加速器：

vn1、直线加速器：

2q(U1U2Un)m

2、回旋加速器：

T2mT交变qB七、安培分子电流假说：磁体内部有环形分子电流，分子电流取向大致相同时，形成磁体。

第十二章、电磁感应

一、磁通量：

1、定义：磁感应强度B与磁场垂直面积S的的乘积。表示穿过某一面积的磁感应线的条数。只要穿过面积的磁感应线条数一定，磁通量就一定，与面积是否倾斜、线圈量的匝数等因素无关。

2、公式：Φ=BS （S是垂直B的面积，或B是垂直S的分量） 3、国际单位：韦伯（韦） Wb

4、磁感应强度又称磁通密度： BS1T1WbN12(A•m)m1Wb1T•m21NJV•Cm2111V•sA•mAA二、电磁感应：

1、定义：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。其实质就是其它形式的能转化成电能。

2、电磁感应时一定有感应电动势，电路闭合时才有感应电流。产生感应电动势的那部分电路相当于电源的内电路，感应电流从低电势端流向高电势端（相当于“—”流向“+”）；外部电路感应电流从高电势端流向低电势端（相当于“+”流向“—”）。

3、电磁感应定律：电路中的感应电动势的大小， 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 公式：

ENt

式中，E是Δt时间内的平均感应电动势，ΔΦ是磁通量的变化量,是磁通量的变化率，N是线圈的匝数。主要应用于求Δt时间内的平均感应电动势。 求瞬间电动势： 切割方式 图形 平动切割 绕点转动切割 绕线转动切割 注：实际应用时，L、v、S都要用有效值，所有单位都要用国际单位制。

E=NBLv⊥=NBLL’ω=NBS∥ω E与转轴OO’位置无关 计算方法 注意点 E B•SBLv•tBLvttt导体弯曲时，L为有效长度 1B•L212EBL2 tt2E与转轴O点位置有关 4、愣次定律：求感应电流的方向。

内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”。适用于闭合电路（环形、矩形等）中磁通量的变化而产生感应电流方向的判定。

“阻碍”不仅有“反抗”的含义，还有“补偿”的含义：反抗磁通量的增加，补偿磁通量的减少；并不仅仅是阻止。

右手定则：伸开右手掌，让磁感线穿过掌心，拇指指向为导体运动方向，四指所指为感应电流的方向或感应电动势内电路的方向。主要适用于切割磁感线而产生的感应电流、感应电动势方向的判定。右手定则是愣次定律的特殊应用。

三、自感：

1、定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 2、自感电动势：自感现象中产生的感应电动势。 公式： E

LIt 式中L是自感系数：由线圈本身的性质决定。相同条件下，线圈的横截面积越大，线圈越长，加入铁芯，自感系数将增加。

L国际单位：亨利（亨）H 1H=10mH 1mH=10μH

3

3

3、日光灯原理：

启动器（启辉器）：利用氖管的辉光放电，自动把电路接通、断开，内部的电容防火花（没有电容也能工作）。日光灯接通发光时，起动器不起作用。

镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压，使灯管通电

日光灯正常发光时，利用自感现象起降压、限流作用。

第十三章、交变电流

一、交变电流的产生：

1、原理：电磁感应

2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。发电机的线圈与中性面重合时，磁通量Φ最大，感应电流与感应电动势最小，感应电流的方向从此时发生改变。

线圈平面平行与磁感线时，磁通量Φ最小，感应电流与感应电动势最大。

穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 取中性面为计时平面：e=Emsinωt φ=Φmcosωt i=Imsinωt u=Umsinωt 3、正弦（余弦）交变电最大值（峰值）Am与有效值A的关系：

IIm20.707ImUUm20.707Um用电器所标的额定电压、电流，电表所测交流数值都是交变电的有效值。

22 U=220V，Um=220 V =311V；U=380V，Um=380 V =537V；

4、有效值不是平均值：

A、求Δt时间内的平均感应电动势： B、求感应电动势的瞬时值： 切割方式 图形 平动切割 绕点转动切割 绕线转动切割 E=NBLv⊥=NBLL’ω=NBS∥ω E与转轴OO’位置无关 计算方法 注意点 Ent__E B•SBLv•tBLvttt导体弯曲时，L为有效长度 1B•L212EBL2tt2 E与转轴O点位置有关 C、求交流电的热量功率时，只能用有效值。 D、求通过导体电荷量时，只能用交流的平均值。

5、周期（T）：线圈匀速转动一周，交变电流完成一次周期性变化所需时间。单位：秒（s） 频率（f）：交变电流在1秒内周期性变化的次数。单位：赫兹（Hz） T=1/f 圆频率（ω）：ω=2πf=2π/T

我国交变电的频率：50 Hz，周期0.02s（1s方向变100次）。

二、电感L：通直流，阻交流；通低频，阻高频。

电容C：通交流，阻直流；通高频，阻低频。

R12fL2fC三、变压器：

1、原理：原、副线圈中的互感现象，原、副线圈中的磁通量的变化率相等。

U1n1U2n2I1n2I2n112 P1=P2

t1t2

2、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。 原、副线圈中交流电的频率一样：f1=f2

高压线圈匝数多、电流小，导线较细；低压线圈匝数少、电流大，导线较粗。 3、如左图：U1：U2：U3=n1：n2：n3 n1 I1=n2 I2+ n3 I3 P1=P2+P3

四、电能输送的中途损失：

ΔU=Ir线= r线 =U电源—U用户 ΔU∝

ΔP=Ir线= r()2线 =P电源—P用户 ΔP∝

2

PU1U1U2PU五、三相交变电：

1、原理：三个互成120度的同种线圈同时转动产生三相交变电动势。 U1=Umsinωt u2=Umsin（ωt-2/3π） u3=Umsin（ωt-4/3π） 2、相电压：端线（火线、相线）与中性线之间的电压。 线电压：两根不同的端线之间的电压。 电源Y形连接：U线= U3相 电源Δ形连接：U线= U相

3、例：下列四个图中，单相电压是220V，则三个相同电阻中，每个电阻两端电压是：

第十四章、电磁场与电磁波

一、电磁振荡的产生：

1、振荡电流：大小与方向都作周期性变化的电流。

振荡电路（LC回路）：产生振荡电流的电路，LC回路中产生正弦交变电。

电容C中容纳电荷最多时，电路中电流最小，磁场能全部转化为电场能，此时充电完毕；电容C中容纳电荷最少时，电路中电流最大，电场能全部转化为磁场能，此时放电完毕。（放电时，电流方向从电容“+”流向“—”；充电时，电流方向从电容“—”流向“+”。） 充放电时，电路中的电流与电容内的电荷量成互余关系。i=Imsinωt，q=Qmcosωt 磁场与电场都发生周期性变化，二者也成互余关系。 2、阻尼振荡：振荡电流的振幅逐渐减小。只改变振幅，不改变周期和频率。 无阻尼振荡：振荡电流的振幅永远不变。

3、周期（T）：电磁振荡完成一次周期性变化所需时间。 频率（f）：一秒钟内完成的周期性变化的次数。

T2LC12LCCf LC回路的周期与频率由回路本身的特性来决定，与外界因素无关：

S4kd 机械振动 产生原理 周期性变化 能量转化

机械振动将能量沿弹性介质传播 电磁振荡将能量由场向外传播 s，v，a 动能与势能 E，B，q，i 磁场能与电场能 电磁振荡 二、电磁场：变化的电场与磁场相互联系，形成的不可分的统一体。

1、英国麦克斯韦建立完整的电磁场理论。

2、具体内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的磁场产生稳定电场，均匀变化的电场产生稳定磁场；振荡的电场产生振荡的磁场，振荡的磁场产生振荡的电场。 3、电磁波：电磁场由近向远的传播。电磁波本身是一种物质，传播时不需要媒质，是能量的一种传播方式。

产生条件：足够高的频率，开放电路。

特点：电磁波沿“电场与磁场垂直”的方向传播，是横波；电场与磁场同频变化，变化关系同步；真空中传播速度：c=3×10m/s，在介质中的传播速度：v=λf=λ/T；电磁波可以产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

注意：f、T由波源决定，同一电磁波进入不同介质时不变，v、λ改变。

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三、无线电波的发射与接收：

1、调制：将信号加载到电磁波上，分调幅、调频和调相三种。 电磁波在空间遇导体时产生同频率的感应电流。 2、解调（检波）：从高频电磁波中取出信号的过程。

电谐振：接收LC回路的频率与电磁波频率相同时电路中产生最强振荡电流。 此过程为调谐。